7650625 溶存酸素除去装置及び溶存酸素除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-14

(45)【発行日】2025-03-25

(54)【発明の名称】溶存酸素除去装置及び溶存酸素除去方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 19/00 20060101AFI20250317BHJP

   A23L 2/76 20060101ALI20250317BHJP

   C02F 1/20 20230101ALI20250317BHJP

【ＦＩ】

B01D19/00 F

A23L2/76

C02F1/20 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020048891

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021146282

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-03-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000187149

【氏名又は名称】株式会社レゾナック・ガスプロダクツ

(74)【代理人】

【識別番号】100080838

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 光康

(74)【代理人】

【識別番号】100194261

【弁理士】

【氏名又は名称】栢原 崇行

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 正之

(72)【発明者】

【氏名】森 亮太

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１３５８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－３１７５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０２９６６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１０７５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３５７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３２５７６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ １９／００

Ｃ０２Ｆ １／２０

Ｃ０２Ｆ １／６８

Ａ２３Ｌ ２／７６

Ｂ０１Ｆ ２１／００

Ｂ０１Ｆ ２３／２３ － ２３／２３７５

Ｂ０１Ｆ ２５／２０ － ２５／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

微細気泡発生装置に液体を供給する液体供給ラインと、前記微細気泡発生装置に酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを供給するガス供給ラインと、前記液体に前記ガスを微細気泡として含有させることにより、微細気泡含有液体を生成する前記微細気泡発生装置と、前記微細気泡含有液体中の溶存酸素を分離する分離容器と、前記分離容器に接続され、前記溶存酸素を分離した分離液体を外部へ供給する分離液体供給ラインとを含み、
前記微細気泡発生装置は、前記ガスと前記液体を混合する混合器と、前記混合器で混合された混合流体を複数個のノズル部に供給する混合流体供給ラインと、少なくとも前記液体供給ラインから供給された液体又は前記混合器で混合された前記混合流体のいずれかを昇圧する昇圧ポンプと、前記混合流体供給ラインに接続されるとともに、前記分離容器の前記液体内に併設状態で設けられ、昇圧された前記混合流体を噴射し、せん断することで微細気泡を発生させる前記複数個のノズル部とで構成され、
前記微細気泡は、個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が１０００ｎｍ以下である溶存酸素除去装置。

【請求項2】

前記微細気泡含有液体に含有される前記微細気泡の濃度が１．５億個／ｍＬ以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶存酸素除去装置。

【請求項3】

前記分離容器内の前記微細気泡含有液体が循環する循環ラインを更に備え、前記循環ラインは、循環管路と、前記循環管路の中途に設けられた循環ポンプと、前記循環管路に設けられた絞り部とで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の溶存酸素除去装置。

【請求項4】

前記液体は、飲料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の溶存酸素除去装置。

【請求項5】

前記液体は、ボイラー水であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の溶存酸素除去装置。

【請求項6】

液体を微細気泡発生装置に供給する液体供給工程と、酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを前記微細気泡発生装置に供給するガス供給工程と、前記液体供給工程で供給された前記液体内に前記ガス供給工程で供給された前記ガスを微細気泡として含有させる微細気泡含有液体生成工程と、前記微細気泡含有液体生成工程で生成された微細気泡含有液体の内部に溶存する酸素を除去する溶存酸素除去工程とで構成され、
前記微細気泡発生装置は、前記ガスと前記液体を混合する混合器と、前記混合器で混合された混合流体を複数個のノズル部に供給する混合流体供給ラインと、少なくとも液体供給ラインから供給された液体又は前記混合器で混合された前記混合流体のいずれかを昇圧する昇圧ポンプと、前記混合流体供給ラインに接続されるとともに、分離容器の前記液体内に併設状態で設けられ、昇圧された前記混合流体を噴射し、せん断することで微細気泡を発生させる前記複数個のノズル部とで構成され、
前記微細気泡は、個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が１０００ｎｍ以下である溶存酸素除去方法。

【請求項7】

前記微細気泡含有液体に含有される前記微細気泡の濃度が１．５億個／ｍＬ以上であることを特徴とする請求項６に記載の溶存酸素除去方法。

【請求項8】

前記溶存酸素除去工程では、前記微細気泡含有液体内の溶存酸素濃度が所定の濃度以下となるように前記微細気泡含有液体を循環させる循環工程を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の溶存酸素除去方法。

【請求項9】

前記液体は、飲料であることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の溶存酸素除去方法。

【請求項10】

前記液体は、ボイラー水であることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の溶存酸素除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロバブルを用いて飲料等の液体中に溶存する酸素を除去する酸素除去装置及び酸素除去方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体中の溶存酸素を除去する方法等としては、「工業プロセスで使用するプロセス液の溶存酸素を除去する脱酸素方法において、プロセス液の送液路中に液化窒素の気化ガスを噴出させてプロセス液中に窒素ガスの微小気泡を形成したのち、このプロセス液を超音速状態の気液混合流体とし、プロセス液中に溶存している酸素を窒素気泡中に吸収させるようにした液体中からの脱酸素方法」が知られている（特許文献１）。

【0003】

また、微細気泡を用いるものとしては「飲料を脱気し、溶存気体濃度を低下させる第１の脱気工程と、 脱気された飲料に窒素ガスによる超微細気泡を生成する窒素バブル生成工程と、 窒素ガスによる超微細気泡を含有する飲料を加熱殺菌する加熱殺菌工程とを含む、飲料製造方法」が知られている（特許文献２）。

【0004】

これら方法により、既存の脱気方法に比べ効率よく脱気処理を行うことができるが、これら方法は、プロセス水を超音速状態の気液混合流体とする必要や、他の溶存酸素除去装置と微細気泡発生装置とを併用する必要があるため、装置が大型、高コストになる等の問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平５－１８４８１１号公報

【文献】特開２０１８－１０２２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、装置が大型かつ高コストになることなく、より簡便かつ低コストで脱気効率に優れた溶存酸素除去装置及び溶存酸素除去方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の溶存酸素除去装置は、微細気泡発生装置に液体を供給する液体供給ラインと、前記微細気泡発生装置に酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを供給するガス供給ラインと、前記液体に前記ガスを微細気泡として含有させることにより、微細気泡含有液体を生成する前記微細気泡発生装置と、前記微細気泡含有液体中の溶存酸素を分離する分離容器と、前記分離容器に接続され、前記溶存酸素を分離した分離液体を外部へ供給する分離液体供給ラインとを含み、前記微細気泡発生装置は、前記ガスと前記液体を混合する混合器と、前記混合器で混合された混合流体を複数個のノズル部に供給する混合流体供給ラインと、少なくとも前記液体供給ラインから供給された液体又は前記混合器で混合された前記混合流体のいずれかを昇圧する昇圧ポンプと、前記混合流体供給ラインに接続されるとともに、前記分離容器の前記液体内に併設状態で設けられ、昇圧された前記混合流体を噴射し、せん断することで微細気泡を発生させる前記複数個のノズル部とで構成され、前記微細気泡は、個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載の溶存酸素除去装置の前記微細気泡含有液体に含有される前記微細気泡の濃度が１．５億個／ｍＬ以上であることを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載の溶存酸素除去装置は、前記分離容器内の前記微細気泡含有液体が循環する循環ラインを更に備え、前記循環ラインは、循環管路と、前記循環管路の中途に設けられた循環ポンプと、前記循環管路に設けられた絞り部とで構成されることを特徴とする。

【0010】

【0011】

請求項４に記載の溶存酸素除去装置の前記液体は、飲料であることを特徴とする。
請求項５に記載の溶存酸素除去装置の前記液体は、ボイラー水であることを特徴とする。
請求項６に記載の溶存酸素除去方法は、液体を微細気泡発生装置に供給する液体供給工程と、酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを前記微細気泡発生装置に供給するガス供給工程と、前記液体供給工程で供給された液体内に前記ガス供給工程で供給された前記ガスを微細気泡として含有させる微細気泡含有液体生成工程と、前記微細気泡含有液体生成工程で生成された微細気泡含有液体の内部に溶存する酸素を除去する溶存酸素除去工程とで構成され、前記微細気泡発生装置は、前記ガスと前記液体を混合する混合器と、前記混合器で混合された混合流体を複数個のノズル部に供給する混合流体供給ラインと、少なくとも液体供給ラインから供給された液体又は前記混合器で混合された前記混合流体のいずれかを昇圧する昇圧ポンプと、前記混合流体供給ラインに接続されるとともに、分離容器の前記液体内に併設状態で設けられ、昇圧された前記混合流体を噴射し、せん断することで微細気泡を発生させる前記複数個のノズル部とで構成され、前記微細気泡は、個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする。

【0012】

請求項７に記載の溶存酸素除去方法の前記微細気泡含有液体に含有される前記微細気泡の濃度が１．５億個／ｍＬ以上であることを特徴とする。
請求項８に記載の溶存酸素除去方法の前記溶存酸素除去工程では、前記微細気泡含有液体内の溶存酸素濃度が所定の濃度以下となるように前記微細気泡含有液体を循環させる循環工程を行うことを特徴とする。
請求項９に記載の溶存酸素除去方法の前記液体は、飲料であることを特徴とする。
請求項１０に記載の溶存酸素除去方法の前記液体は、ボイラー水であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１及び請求項６に記載の各発明においては、酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを微細気泡状態で液体中に含有させることにより、より高効率な脱酸素処理をすることができる。
（２）個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が１０００ｎｍ以下の微細気泡とすることにより、気泡が水面へ浮上する速度を非常に遅くすることができ、使用するガスの量を減らすことができる。
（３）請求項２及び請求項７に記載の各発明も前記（１）～（２）と同様な効果が得られるとともに、微細気泡の濃度を高くすることにより、脱酸素処理の効率をより高くすることができる。
（４）請求項３及び請求項８に記載の発明も前記（１）～（３）と同様な効果が得られるとともに、溶存酸素濃度が低下した液体を循環させて、さらに微細気泡を含有させ脱酸素処理を行うことができる。
したがって、液体中の酸素濃度をより低下させることができる。
（５）請求項４及び請求項９に記載の各発明も前記（１）～（４）と同様な効果が得られるとともに、食品衛生上危険性の低い脱酸素処理を行うことができる。
（６）請求項５及び請求項１０に記載の各発明も前記（１）～（４）と同様な効果が得られるとともに、溶存酸素を除去することにより、ボイラーの腐食を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
図７及び図８は本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図９及び図１０は本発明の第３の実施形態を示す説明図である。

【図1】第１の実施形態の溶存酸素除去装置の概略説明図。

【図2】微細気泡発生装置の説明図。

【図3】ノズル部の傾きを示す参考説明図。（ａ）対向するノズル部のいずれも傾きが０°の場合の説明図。（ｂ）対向するノズル部の一方のノズル部の傾きが４０°の場合の説明図。（ｃ）対向するノズル部が異なる向きに２０°傾き、対向するノズル部から噴射される流体が４０°の傾きで衝突する場合の説明図。

【図4】ノズル部の配置状態を示す参考説明図。（ａ）対向するノズル部の中心軸が同軸となるように配置された場合（０ｍｍ離間）の説明図。（ｂ）対向するノズル部の中心軸が１００ｍｍ離間するように配置された場合（１００ｍｍ離間）の説明図。

【図5】微細気泡濃度と溶存酸素濃度の関係を示す表。

【図6】第１の実施形態の溶存酸素除去方法の工程図。

【図7】第２の実施形態の溶存酸素除去装置の概略説明図。

【図8】第２の実施形態の溶存酸素除去方法の工程図。

【図9】第３の実施形態の溶存酸素除去装置の概略説明図。

【図10】第３の実施形態の溶存酸素除去方法の工程図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
図１乃至図６に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は本発明の微細気泡、いわゆるマイクロバブルやウルトラファインバブル（ＵＦＢ、直径１μｍ以下の大きさの気泡）を用いて主に飲料等の液体中の溶存酸素を除去する溶存酸素除去装置である。

【0016】

この溶存酸素除去装置１は、図１に示すように、微細気泡発生装置２に液体を供給する液体供給ライン３と、前記微細気泡発生装置２に酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを供給するガス供給ライン４と、前記液体供給ライン３から供給された前記液体に前記ガス供給ライン４から供給された前記酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを微細気泡として含有させ、これにより微細気泡含有液体を生成する前記微細気泡発生装置２と、前記微細気泡発生装置２で生成された前記微細気泡含有液体中の溶存酸素を分離する分離容器５と、前記分離容器５に接続され、前記溶存酸素を分離した分離液体を外部へ供給する分離液体供給ライン６とを含む。

【0017】

液体供給ライン３は、液体供給源７から供給される液体を微細気泡発生装置２へ送るラインである。

【0018】

この液体供給源７は、ガスを微細気泡状で含有させる液体を供給するもので、この液体は、好ましくは飲用可能な水、清涼飲料水等の飲料が考えられる。

【0019】

また、ボイラー水中に溶存酸素が存在している場合、保護皮膜の形成が妨げられたり、酸素濃淡電池の形成等より、孔食を作る原因になる。このようにボイラー水中の溶存酸素はボイラーの腐食に影響を及ぼすため、液体としてボイラー水を液体供給源７から供給し、ボイラー水の溶存酸素を除去することも効果的である。

【0020】

この液体供給源７は、液体が収納されたタンク等でもよいし、水の場合には水道管や貯水タンク、その他、例えば湖水、井戸水、河川水、海水から浄水装置を介して得られた浄水収納タンクを液体供給源７としてもよい。

【0021】

ガス供給ライン４は、ガス供給源８から供給される酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを微細気泡発生装置２へ送るラインである。
ガス供給源８としては、好ましくはタンク、ボンベ等や、空気の場合にはコンプレッサー等である。

【0022】

微細気泡のもととなるガスは、本実施形態においては、窒素ガスを用いているが、希ガスやＰＳＡ等でガス組成比を酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下に変化させた空気等のガスも使用することができる。

【0023】

微細気泡発生装置２は、液体供給ライン３及びガス供給ライン４に接続されており、供給されたガスを前記液体に微細気泡で含有するように混合して微細気泡含有溶媒を生成し、分離容器５（二次側）へ送る装置である。

【0024】

この微細気泡発生装置２は、図２に示すように本実施形態では、前記液体供給ライン３から供給された液体と前記ガス供給ライン４から供給された前記ガスを混合する混合器９と、前記混合器９で混合された混合流体を複数個のノズル部１０供給する混合流体供給ライン１１と、少なくとも前記液体供給ライン３から供給された液体又は前記混合器９で混合された前記混合流体のいずれかを昇圧する昇圧ポンプ１２と、前記混合流体供給ライン１１に接続されるとともに、分離容器５の前記液体内に併設状態で設けられ、昇圧された前記混合流体を噴射し、せん断することで微細気泡を発生させる前記複数個のノズル部１０とで構成されている。

【0025】

なお、本実施形態においては、分離容器５が微細気泡発生装置２を構成する要素の１つとなっているが、微細気泡発生装置２とは別個に分離容器５を設けてもよい。

【0026】

混合器９は、液体供給ライン３及びガス供給ライン４にと接続されており、供給されたガスと液体を混合器９で混合して２次側（分離容器５側）へ送る。
混合器９で混合された混合流体は、前記液体供給ライン３から供給された液体に取り込んだガスの気泡を含有する状態となっている。

【0027】

混合流体供給ライン１１は、混合器９の二次側と複数個のノズル部１０を接続するラインであり、本実施形態では、この混合流体供給ライン１１に昇圧ポンプ１２が設けられている。

【0028】

昇圧ポンプ１２は、本実施形態においては混合器９の二次側、すなわち、混合流体供給ライン１１の混合器９と分離容器５との間に設けられており、前記混合流体を少なくとも０．３ＭＰａ以上に昇圧するものである。

【0029】

使用される昇圧ポンプ１２は、液体を昇圧し、圧送できるものであればどのようなものでもよく、公知の液体用昇圧ポンプを用いることができる。

【0030】

なお、昇圧ポンプ１２を用いて昇圧した後の液体又は混合流体の圧力としては、前述したように０．３ＭＰａ以上となることが望ましいが、０．３ＭＰａ未満であってもウルトラファインバブルを発生させることはできる。

【0031】

分離容器５は、本実施形態では容器状の部材で、内部に液体等の液体を保持できるものである。
この分離容器５にはその上方側に例えば管状の排出部１３が接続されており、分離容器５の内部で微細気泡含有液体が生成された後、この微細気泡含有液体から脱気された酸素が前記排出部１３から外部へ排出される。

【0032】

ノズル部１０は、図３及び図４に示すようにノズル部１０から噴射された混合流体がせん断されるような併設状態で設けられており、好ましくは略対向状態に配設されている。
ここで、併設状態とは、略対向状態を含むものであり、略対向状態とは、ノズル部１０の中心軸が同一線上に位置する状態で向かい合った状態や中心軸が離間した状態で向かい合って配置される状態を含むものである。

【0033】

本実施形態では、略対向状態で設けられており、混合流体供給ライン１１より供給された所定の圧力に昇圧された混合流体をこのノズル部１０から噴射することにより、混合流体がせん断状態となり、分離容器５内の液体中にウルトラファインバブルが発生する。

【0034】

具体的には、ノズル部１０は一直線上を含んで略向かい合って配置されており、図３に示すように噴射方向が０°乃至４０°の角度に傾斜させることができる。ここで、０°とは、一方のノズル部１０の中心軸と、このノズルに対向する他方のノズル部１０の中心軸が同軸又は平行になる角度で、この０°に対してプラス・マイナス方向（図面上では上下方向）に最大４０°傾斜可能に設けられている。

【0035】

この角度は、対向するノズル部１０同士のなす角度が最大４０°になるように調整することが望ましく、例えば、一方のノズル部１０の傾きが０°の場合には、他方のノズル部１０の角度を最大で４０°（上下方向に４０°）となるように調整し、一方のノズル部１０の傾きが２０°の場合には、他方のノズル部１０の角度を一方のノズル部１０と逆方向の傾きで最大で２０°となるように調整することが望ましい。
すなわち、対向するノズル部１０から噴射される混合流体が最大で４０°の傾きで衝突するように対向するノズル部１０の角度を設定する。

【0036】

また、対向する複数個のノズル部１０は、図４に示すように、それぞれその中心軸に対して０ｍｍ乃至１００ｍｍに離間させて設置することができる。すなわち、ノズル部１０はその中心軸の一直線上から０ｍｍ以上で１００ｍｍ以下の範囲ずれて向かい合って配置されている。

【0037】

このように配置することにより、ノズル部１０から噴射された混合流体同士が衝突又は近接し、効率よくせん断されることにより、ウルトラファインバブルを効率よく発生させることができる。

【0038】

ところで、このときの混合流体が前記ノズル部１０を通過する際の最大流速は１０ｍ／ｓｅｃ乃至２００ｍ／ｓｅｃであることが望ましく、より好ましくは５０ｍ／ｓｅｃ乃至１５０ｍ／ｓｅｃであることが望ましい。

【0039】

この微細気泡含有液体に含有される微細気泡は、その粒子径が十分に小さい方が気泡の表面積の総和が増加し、効率的に液中の溶存酸素を脱気できる。

【0040】

また、気泡径の大きい泡によるバブリングによるガス置換では、ガス供給源８から供給されるガス（本実施形態においては窒素ガス）と液体との接触時間が短いことから、ガス供給源８から供給されるガスによる酸素の吸収が十分行われないうちに気泡が液面にて破裂するため、ガス供給源８から供給されるガスの使用量が多くなってしまう。気泡径をウルトラファインバブルの領域まで小さくすることにより、気泡が水面へ浮上するスピードが非常に遅くなるため、使用するガス供給源８から供給されるガスの量を少なくすることができる。

【0041】

このような作用効果を得られるため、微細気泡の個数を基準とした粒子径分布における最頻粒子径が、１０００ｎｍより小さいことが好ましく、５００ｎｍより小さいことがより好ましい。

【0042】

また、図５に示すように、微細気泡含有液体中の微細気泡一定体積当たりの気体の体積比率が高い（濃度が高い）方が、液中の溶存酸素の脱気効率が高くなる。

【0043】

液体が飲料である場合には、その溶存酸素が１ｐｐｍ以下であることが好ましく、微細気泡発生装置２で生成した微細気泡含有液体に含有される微細気泡の含有量は、微細気泡が前記液体１ｍＬ当たり１．５億個以上あることが好ましい。本実施形態においては、窒素ガスを用いているため、安全性も高めることができる。

【0044】

この微細気泡発生装置２の分離容器５では微細気泡含有液体を静置して微細気泡含有液体内の溶存酸素を除去する作業が行われる。微細気泡含有液体内に溶存する酸素は、微細気泡状となった窒素ガスに吸着され、液体の上方へ浮上して分離容器５に設けられた排出部１３から外部へ排出される。

【0045】

ところで、本実施形態では、この分離容器５に収納された前記微細気泡含有液体が循環する循環ライン１４が設けられており、前記循環ライン１４は、分離容器５又は分離液体供給ライン６と液体供給ライン３を接続する循環管路１５と、前記循環管路１５の中途に設けられた循環ポンプ１６と、循環管路１５内の流量を調整する絞り部１７とで構成されている。

【0046】

この循環ライン１４を設けることにより、分離容器５の液体（微細気泡含有液体）を液体供給ライン３（混合器９の上流）へ戻して循環させることができ、溶存酸素濃度が低下した微細気泡含有液体を循環させ、この微細気泡含有液体にさらにガスを混合して高濃度の微細気泡を含有させることができるため、さらに液中の溶存酸素濃度を低下させることができる。なお、微細気泡の濃度を効率よく向上させることもできる。

【0047】

循環ラインには絞り部１７が設けられているため、この絞り部１７の開度により微細気泡含有液体の流量を調整し、微細気泡含有液体中の溶存酸素濃度を調整することができる。

【0048】

溶存酸素を除去した分離溶液は、分離容器５に接続された分離液体供給ライン６により外部に提供される。なお、この分離液体供給ライン６には仕切弁１８を設けることが望ましい。

【0049】

本発明の溶存酸素除去方法１９は、図６に示すように、液体を微細気泡発生装置２に供給する液体供給工程２０と、酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを前記微細気泡発生装置２に供給するガス供給工程２１と、前記液体供給工程２０で供給された液体内に前記ガス供給工程２１で供給された前記酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスを微細気泡として含有させる微細気泡含有液体生成工程２２と、前記微細気泡含有液体生成工程２２で生成された微細気泡含有液体の内部に溶存する酸素を除去する溶存酸素除去工程２３とで構成されている。

【0050】

液体供給工程２０は、液体供給源７から供給される液体を液体供給ライン３を介して微細気泡発生装置２に供給する工程である。液体としては様々な液体が考えられるが、本実施形態においては、液体として水や清涼飲料水等の飲料を用いている。

【0051】

ガス供給工程２１では、ガス供給源８から供給されるガスをガス供給ライン４を介して微細気泡発生装置２に供給する工程である。供給されるガスとしては、酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下の任意のガスが用いられ、本実施形態においては、窒素ガスを用いている。なお希ガスやＰＳＡ等でガス組成比を酸素の含有率が１０ｖｏｌ％以下に変化させた空気等のガスも用いることができる。

【0052】

液体供給工程２０とガス供給工程２１は略同時に行われるが、いずれか一方の工程が先に行われてもよい。

【0053】

微細気泡含有液体生成工程２２では、微細気泡発生装置２を用いて液体にガスを微細気泡状態で含有させ、微細気泡含有液体を生成する。

【0054】

溶存酸素除去工程２３では、分離容器５に微細気泡含有液体を収納し、微細気泡によって溶存酸素を吸着させ、微細気泡含有液体の溶存酸素濃度を所定濃度以下にする工程である。本実施形態において、分離容器５と微細気泡含有液体を生成する容器は同一のものであるため、この溶存酸素除去工程２３は、微細気泡含有液体生成工程２２と略同時に開始される。

【0055】

微細気泡含有液体の溶存酸素濃度をどの程度にするは、その液体によって異なるが、例えば飲料の場合には、溶存酸素濃度を１ｐｐｍ以下にすることが望ましく、この溶存酸素濃度以下となるように微細気泡を含有させ、分離容器にて溶存酸素を分離する。

【0056】

本実施形態においては、溶存酸素除去工程２３において、分離容器５内の液体を循環ライン１４により循環させ、溶存酸素濃度を低下させる循環工程２４を行う。

【0057】

この循環工程２４では、分離容器５にて溶存酸素を分離し、溶存酸素濃度が低下した微細気泡含有液体を液体供給ライン３へ循環させ、混合器９においてガスを再度混合してノズル部１０から噴射することで、溶存酸素濃度が低下した微細気泡含有液体に高濃度の微細気泡をさらに含有させることで、溶存酸素濃度をさらに低下させることができる。

【0058】

このように溶存酸素除去工程２３で溶存酸素濃度を所定以下とした分離液体は、分離液体供給ライン６等を介して外部に提供される。

【0059】

［発明を実施するための異なる形態］
次に、図７乃至図１０に示す本発明を実施するための異なる形態について説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0060】

図７及び図８に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、公知の微細気泡発生装置２Ａを用い、前記微細気泡発生装置２Ａに接続された微細気泡含有液体供給ライン２５を介して分離容器５に微細気泡含有液体を供給する溶存酸素除去装置１Ａにするとともに、微細気泡含有液体生成工程２２後に微細気泡発生装置２Ａとは独立した分離容器５にて溶存酸素の除去を行う溶存酸素除去工程２３Ａを行う溶存酸素除去方法１９Ａにした点で、このような溶存酸素除去装置１Ａ及び溶存酸素除去方法１９Ａにしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

【0061】

付言すると、本実施形態の分離容器５は、微細気泡発生装置２Ａで微細気泡を含有させた微細気泡含有液体を収納可能で、微細気泡に溶存酸素を吸着させて脱酸素処理を行うもので、この分離容器５の内部にはノズル部１０等は設けられていない。

【0062】

図９及び図１０に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、公知の微細気泡発生装置２Ａを用いるとともに、循環ライン１４を有さない溶存酸素除去装置１Ｂにするとともに、循環工程２４を行わない溶存酸素除去工程２３Ｂを含む溶存酸素除去方法１９Ｂにした点で、このような溶存酸素除去装置１Ｂ及び溶存酸素除去方法１９Ｂにしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は微細気泡を用いて液体中の溶存酸素を除去する産業に利用される。

【符号の説明】

【0064】

１、１Ａ、１Ｂ：溶存酸素装置、 ２、２Ａ：微細気泡発生装置、
３：液体供給ライン、 ４：ガス供給ライン、
５：分離容器５：分離液体供給ライン、
７：液体供給源、 ８：ガス供給源、
９：混合器、 １０：ノズル部、
１１：混合流体供給ライン、 １２：昇圧ポンプ、
１３：排出部、 １４：循環ライン、
１５：循環管路、 １６：循環ポンプ、
１７：絞り部、 １８：仕切弁、
１９、１９Ａ、１９Ｂ：溶存酸素除去方法、
２０：液体供給工程、 ２１：ガス供給工程、
２２：微細気泡含有液体生成工程、
２３、２３Ａ、２３Ｂ：溶存酸素除去工程、
２４：循環工程、 ２５：微細気泡含有液体供給ライン。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】